無線傳感器網(wǎng)絡(luò)三維定位算法的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是指由大量部署在指定監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的廉價(jià)微型無線傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信的方式形成一個(gè)多跳、自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其目的是協(xié)作感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。近年來，隨著傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)、無線通信技術(shù)及現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為當(dāng)今最重要的技術(shù)之一，具有廣闊的應(yīng)用前景，已經(jīng)越來越多的受到人們關(guān)注，被評(píng)為會(huì)對(duì)人類未來生活產(chǎn)生巨大變化的十大關(guān)鍵技術(shù)之一。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可廣泛

2、應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事偵察、災(zāi)難預(yù)警、交通管理等諸多領(lǐng)域。
　　 由于傳感器節(jié)點(diǎn)通常是大量隨機(jī)部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域，所以網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)位置不能提前確定，但絕大多數(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用都需要知道網(wǎng)絡(luò)中各傳感器節(jié)點(diǎn)的地理位置信息，從而獲知事件發(fā)生的準(zhǔn)確位置。因此，對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的精確定位是實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各種應(yīng)用的前提和基礎(chǔ)。目前針對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的定位算法研究大都基于二維平面，而在實(shí)際應(yīng)用中，傳感器節(jié)點(diǎn)通常是隨機(jī)部署在三維空間，這就要求定位算法

3、能夠?qū)崿F(xiàn)在三維空間內(nèi)對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行精確定位。本文主要的研究工作就是圍繞無線傳感器網(wǎng)絡(luò)三維定位算法這一課題進(jìn)行的。
　　 在分析了幾種目前較典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)三維定位算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)有算法中存在的通信損耗與定位精度之間的矛盾這一現(xiàn)實(shí)問題，本文融合了收斂迭代思想，提出了一種三維空間基于網(wǎng)格分割的功率分級(jí)收斂迭代定位算法GDPCI。該算法無需測(cè)距，錨節(jié)點(diǎn)通過功率分級(jí)策略可將其覆蓋區(qū)域劃分成若干層厚度相同的球殼區(qū)域，未知節(jié)點(diǎn)

4、只需要接收錨節(jié)點(diǎn)廣播的分組信息，包括錨節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，發(fā)射功率級(jí)別等信息，在錨節(jié)點(diǎn)通信范圍內(nèi)的未知節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽來自這些錨節(jié)點(diǎn)的信息，確定自身處于每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的哪一層球殼范圍之內(nèi)并將信息存儲(chǔ)，引入收斂迭代思想，對(duì)已確定的球殼區(qū)域錨節(jié)點(diǎn)進(jìn)行二次功率分級(jí)，將該層球殼進(jìn)一步劃分。這樣，若干個(gè)來自不同錨節(jié)點(diǎn)的球殼所產(chǎn)生的交集區(qū)域的質(zhì)心便作為未知節(jié)點(diǎn)的估計(jì)位置。由于進(jìn)一步縮小了包含未知節(jié)點(diǎn)的區(qū)域，可有效提高定位精度。
　　 與現(xiàn)有的三維定位算法相